KR20070067494A

KR20070067494A - 무한궤도용 핀

Info

Publication number: KR20070067494A
Application number: KR1020050128831A
Authority: KR
Inventors: 김태성; 윤도환; 원용희
Original assignee: 엘에스전선 주식회사
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2005-12-23
Publication date: 2007-06-28

Abstract

본 발명은 하나 이상의 부싱(15)을 구비하여 무한궤도의 슈바디(11)에 형성된 핀홀(11a)에 삽입되는 무한궤도용 핀(14)에 관한 것으로, 상기 핀(14)을 이루는 부싱(15)의 단면을 사다리꼴로 형성함으로써, 핀홀(11a)에 압입된 부싱(15)의 압축 변형량이 최소화되어, 즉 핀홀(11a)에 압입된 부싱(15)에 작용하는 압축 변형에 의한 응력이 감소하여 부싱(15)의 수명을 연장할 수 있으며, 부싱(15)의 압축률을 30%로 감소시키는 경우에도 부싱(15)이 핀홀(11a)로부터 용이하게 이탈하거나 돌출하는 문제가 발생하지 않으므로, 부싱(15)의 외경 치수 허용 오차를 크게 할 수 있으며 부싱(15)의 충진률도 90% 까지 낮출 수 있으므로 생산비용이 절감되고 생산성이 향상되는 효과가 있다.

무한궤도, 슈어셈블리, 핀, 부싱

Description

무한궤도용 핀{A pin-bushing for the caterpillar }

도1 은 무한궤도의 일부를 도시한 사시도이다.

도2 는 무한궤도를 이루는 슈어셈블리를 도시한 도1 의 'A'부 측면도이다.

도3 은 무한궤도를 이루는 슈어셈블리를 도시한 도1 의 'B'부 측면도이다.

도4 는 슈어셈블리 및 엔드커넥터어셈블리를 도시한 분해 사시도이다.

도5 는 도4 의 A-A' 선에 따른 단면도이다.

도6 은 핀이 삽입된 후 도4 의 B-B' 선에 따른 단면도이다.

도7 은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 무한궤도용 핀을 포함하는 무한궤도를 이루는 슈어셈블리 및 엔드커넥터어셈블리를 도시한 분해 사시도이다.

도8 은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 무한궤도용 핀을 도시한 개략적으로 도시한 것으로 도7 의 A-A'선에 따른 단면도이다.

도9 는 도8 의 'A'부를 확대 도시한 단면도이다.

도10 은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 무한궤도용 핀을 핀홀에 삽입한 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

*도면의 주요 부호에 대한 설명

10 : 슈어셈블리 11 : 슈바디

11a : 핀홀 12 : 패드

14 : 핀 15 : 부싱

D₁ : 핀 직경 D₂ : 핀홀 직경

D₃ : 부싱 직경 ε : 압축률

본 발명은 무한궤도용 핀에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부싱의 압축 변형량을 감소시키며, 따라서 부싱의 허용 압축률 범위를 크게 하고 부싱의 충진률을 낮출 수 있어 부싱의 수명을 연장할 수 있는 한편 부싱의 생산 비용의 절감하고 생산성을 향상할 수 있는 무한궤도용 핀에 관한 것이다.

무한궤도는 일반적으로 강판제의 판을 체인 모양으로 연결하고 이것을 앞·뒤바퀴에 벨트처럼 걸어 동력으로 회전시켜서 주행하게 하는 장치를 말한다.

보통의 바퀴에 비해 접지면적이 크고 지면과의 마찰도 크므로, 요철이 심한 도로나 진흙에서도 자유로이 주행할 수 있는 장점이 있으며, 좌우의 회전속도를 바꿈으로써 자유롭게 방향전환을 할 수 있으며, 회전반경을 최소한으로 작게 할 수도 있다. 즉, 양쪽의 무한궤도를 같은 속도로 서로 반대가 되게 회전시키면, 차량의 중심은 조금도 움직이지 않고 선회할 수가 있다. 일반적으로 농업용·토목용 차량 또는 설상차 등에 사용되며, 군사적으로는 전차·장갑차에 사용되고 있다.

도1 은 무한궤도를 도시한 일부 사시도이며, 도2 는 무한궤도를 이루는 슈어셈블리(110)와 엔드커넥터어셈블리(120)를 도시한 것으로 도1 의 'A'부 측면도이며, 도3 은 도1 의 'B'부 측면도이며, 도4 는 무한궤도를 이루는 슈어셈블리(110)와 엔드커넥터어셈블리(120)의 분해 사시도이며, 도5 는 종래 기술에 의한 무한 궤도용 핀(114)을 도시한 것으로 도4 의 A-A'선에 따른 단면도이며, 도6 은 핀이 삽입된 후 도4 의 B-B' 선에 따른 단면도이다.

도1 에 도시된 바와 같이 무한궤도는 슈어셈블리(110)와, 슈어셈블리(110)를 연결하는 엔드커넥터어셈블리(120)와, 무한궤도의 구동력을 발생시키는 드라이브 스프로킷(130)과, 무한궤도의 형태를 유지시키는 아이들러로드휠(140)로 이루어지며, 도2 및 도3 에 도시된 바와 같이 아이들러로드휠(140) 사이에서 슈어셈블리(110)와 이웃하는 슈어셈블리(110)는 서로 수평 상태를 유지하며, 드라이브 스프로킷(130)과 접촉하는 상태에서는 슈어셈블리(110)와 이웃하는 슈어셈블리(110)는 소정의 굴절각(θ₁)으로 굴절된다. 상기 굴절각(θ₁)은 드라이브스프로켓(130)의 잇수와 관련이 있으며, 드라이브스프로켓(130)의 잇수가 증가할수록 감 소한다.

그리고 도4 에 도시된 바와 같이 무한궤도를 이루는 슈어셈블리(110)는 핀홀(111a)이 형성된 슈바디(111)와, 상기 슈바디(111) 하부에 조립되는 패드(112)와, 부싱(115)을 구비하며 안착부(114a)가 형성되어 상기 핀홀(111a)에 압입되는 핀(114)과, 무한궤도가 이탈하는 것을 방지하는 센터가이드(118)를 포함하여 구성되며, 엔드커넥터어셈블리(120)는 슈바디(111)로부터 돌출되는 핀(114)에 삽입되면서 이웃하는 슈어셈블리(110)를 연결하는 엔드커넥터(121)와, 상기 엔드커넥터(121) 하부에 삽입되어 핀(114)에 형성된 안착부(114a)와 양 측면이 접촉하는 웨지너트(123)로 이루어진다. 도4 에서 미설명 부호 118a는 센터가이드(118)와 나사 결합되는 하부편을, 125 는 상기 웨지너트(123)에 체결되는 볼트를 도시한 것이다.

도5 에 도시한 바와 같이 상기 핀(114)의 외주면에 형성되는 하나 이상의 부싱(114a)은 고무 재질로 형성되며 상기 핀홀(111a)에 압입되어 무한궤도에 발생하는 충격을 감소시키고, 또 충격을 균일하게 분포시킴으로써 과도한 하중 집중에 의한 무한궤도를 이루는 구성들의 파손을 방지하는 역할을 한다.

도6 에 도시한 바와 같이 상기 부싱(115)은 핀홀(111a)에 압입되면서 핀홀(111a)과 핀(114) 사이에 형성되는 공간에 압축 조립에 되어 압축 변형에 의한 초기 응력이 발생하는 한편, 도3 에 도시한 바와 같이 드라이브 스프로킷(130)에 의하여 구동되는 위치에 있을 때 드라이브스프로켓(130)의 구동력이 엔드커넥터어셈블리(120)와 핀(114)을 통하여 부싱(115)으로 전달되며, 무한궤도 차량이 선회하 는 경우 부싱(115)에는 축방향 하중도 발생하게 된다.

핀홀(111a)에 압입된 부싱(115)의 압축률(ε)은 도6 에 도시한 바와 같이 핀의 직경(D₁, 이하 '핀 직경'이라고 한다), 핀홀의 직경(D₂, 이하 '핀홀 직경'이라고 한다), 부싱(115)의 외경(D₃, 이하 '부싱 직경'이라고 한다)과의 관계에서

로 계산하며, 종래 기술에 의한 부싱(115)에 대하여 상기 압축률(ε)은 35∼40% 범위로 한다. 상기 압축률(ε)을 35% 보다 작게 하는 경우에는 압축 변형이 감소하여 부싱(115)에 발생하는 응력이 감소할 수 있으나 핀(114)이 핀홀(111a)로부터 용이하게 돌출되거나 이탈할 수 있으며, 압축률(ε)을 40%보다 크게 하는 경우에는 압축 변형이 증가하고 따라서 부싱(115)에 발생하는 응력이 증가하여 부싱(115)의 수명이 감소하게 된다.

상기 종래 기술에 의한 무한궤도용 핀(114)에서 핀홀(111a)이 압입된 부싱(115)은 압축 변형되면 도6 의 'A' 부에서 압축 변형이 크게 되어 압축에 의한 응력이 과도하게 발생하여 부싱(115)의 수명이 단축되는 문제점이 있었으며, 상기 압축 변형에 의한 응력을 감소시키기 위하여 압축률(ε)을 35%보다 작게하는 경우에는 핀(114)이 핀홀(111a)로부터 용이하게 돌출되거나 이탈하며, 또한 압축률(ε)을 40%보다 크게 되는 경우 압축 변형 증가에 의한 부싱(115)에 발생하는 응력이 증가하여 부싱(115)의 수명이 감소하는 바 부싱(115)의 압축률(ε)을 상기 범위 내 로 엄격하게 관리하여야 하므로 핀(114)의 생산비용, 관리비용이 증가하며 생산성은 낮아지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 핀홀에 삽입된 부싱의 압축 변형에 의한 응력을 감소할 수 있으며, 따라서 부싱의 압축률 범위를 크게할 수 있어 부싱의 수명이 향상되는 한편 부싱을 구비하는 핀의 생산 비용을 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있는 무한궤도용 핀을 제공하려는데 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하나 이상의 부싱을 구비하여 무한궤도의 슈바디에 형성된 핀홀에 삽입되는 무한궤도용 핀에 있어서, 상기 핀이 핀홀에 삽입될 때 핀홀과 접촉하는 윗변은 핀과 접촉하는 밑변보다 작도록 상기 부싱의 단면이 형성되는 것을 특징으로 하며,

상기에 있어서, 상기 부싱의 단면은 사다리꼴로 형성되어 경사진 모서리로 이루어지며,

상기 사다리꼴 부싱 단면을 이루는 양 모서리의 경사각은 같은 크기로 형성된다.

그리고 상기 부싱의 단면을 이루는 양 모서리의 경사각(θ₁)은 40°∼60°범위로 형성하는 것이 바람직하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따르는 무한궤도용 핀의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 상세한 설명에 있어서 종래 기술과 동일한 작용에 대한 구체적 설명은 생략하며, 동일한 작용을 하는 구성에 대해서는 동일한 명칭을 사용한다.

도7 은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 무한궤도용 핀을 포함하는 무한궤도를 이루는 슈어셈블리 및 엔드커넥터어셈블리를 도시한 분해 사시도이며, 도8 은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 무한궤도용 핀을 도시한 개략적으로 도시한 것으로 도7 의 A-A'선에 따른 단면도이며, 도9 는 도8 의 'A'부를 확대 도시한 단면도이며, 도10 은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 무한궤도용 핀을 핀홀에 삽입한 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 무한궤도용 핀을 포함하는 무한궤도도 종래 기술에 의한 무한궤도와 같이 슈어셈블리(10)와 엔드커넥터어셈블리(20)로 이루어지며, 상기 슈어셈블리(10)는 핀홀(11a)이 형성된 슈바디(11)와, 상기 슈바디(11) 하부에 조립되는 패드(12)와, 부싱(15)을 구비하며 안착부(14b)가 형성되어 상기 핀홀(11a)에 압입되는 핀(14)과, 무한궤도가 이탈하는 것을 방지하는 하 부편(18a)에 결합되는 센터가이드(18)를 포함하여 구성되며,

상기 엔드커넥터어셈블리(20)는 슈어셈블리(10)를 연결하는 엔드커넥터(21)와, 상기 엔드커넥터(21)에 삽입되어 핀(14)에 형성된 안착부(14b)와 양 측면이 접촉하는 웨지너트(23)와, 상기 웨지너트(23)에 결합되는 볼트(25)로 이루어진다(도7 참조).

도8 내지 도10 에 도시한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 무한궤도용 핀(14)을 이루는 부싱(15)은 단면 형상에 있어서 윗면(15b)의 폭은 하면(15c)의 폭보다 작게 형성된다.

상기 부싱(15)의 단면은 도8 및 도9 에 도시된 바와 같이 좌우로 경사면(15a)을 구비하는 사다리꼴로 형성하는 것이 바람직하며, 사다리꼴로 형성함에 있어서 상기 좌우에 형성되는 경사면(15a)의 경사각(θ₀)의 크기는 같게 형성하는 것이 바람직하다. 상기 경사각(θ₀)의 크기를 같게 형성함으로써 어느 한 쪽의 응력이 크게 되는 현상을 방지할 수 있을 것이다.

그리고 상기 경사각(θ₀)의 크기는 40°∼60°의 범위로 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 부싱(15)의 단면 형상을 형성함으로써, 도10 과 같이 핀홀(11a)에 압입되어 압축 변형이 발생할 때 부싱(15)에 발생하는 응력, 특히 도10 의 'A'부분에 발생하는 응력이 감소하게 된다.

상기와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 무한궤도용 핀(14)에 대 하여 핀(14) 직경(D₁)을 22.23㎜로 하고, 핀홀(11a) 직경(D₂)을 30.15㎜로 하여 압축율이 40%, 충진율이 97%인 부싱(15)에 대하여 부싱(15)의 내구수명 시험을 수행하였다.

내구수명 시험에 있어 부싱(15)의 반경 방향으로 궤도 인장 하중 2.3ton을 부여한 상태에서 핀(14)을 편측 15°로 양진 회전 운동을 시켜 수행하였다. 그리고 내구 시험에 사용된 부싱(15)은 도 9에 도시한 경사각(θ₀)을 각각 35°, 40°, 45°, 50°, 55°, 60°, 65°, 70°로 형성하여 각각 9개의 시험편에 대하여 실험을 실시하였다.

부싱(15)의 내구 수명 한도는 부싱(15)의 마모가 현저히 진행되어 핀(14)의 변위량이 3.65mm 이상이 되면 수명이 종료한 것으로 판단하였으며, 모든 시험편이 최소 110,000만회 이상이 되고, 최대값을 제외한 나머지 평균값이 130,000만회를 넘었을 때 시험에 합격한 것으로 간주하였다.

아래 표는 상기 경사각(θ₀)으로 형성된 부싱(15)에 있어서 각 경사각(θ₀)에 따른 부싱(15)의 시험 통과 여부를 표시한 것이다. 표에 나타난 바와 같이 35°와 65°, 70°는 내구 수명의 기준을 통과하지 못하였다.

부싱(15)의 경사각(θ₀)	부싱(15)의 내구 시험 결과
35°	불합격
40°	합격
45°	합격
50°	합격
55°	합격
60°	합격
65°	불합격
70°	불합격

이상에서 본 발명을 실시 예에 한정하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 이에 한정하여서는 아니 되며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자가 용이하게 실시할 수 있는 정도의 변형은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석하여야 할 것이다.

상기 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 무한궤도용 핀(14)에 있어서, 상기 핀(14)을 이루는 부싱(15)의 단면을 사다리꼴로 형성함으로써, 핀홀(11a)에 압입된 부싱(15)의 압축 변형량이 최소화되어, 즉 핀홀(11a)에 압입된 부싱(15)에 작용하는 압축 변형에 의한 응력이 감소하여 부싱의 수명을 연장할 수 있으며, 부싱의 압축률을 30%로 감소시키는 경우에도 부싱(15)이 핀홀(11a)로부터 용이하게 이탈하거나 돌출하는 문제가 발생하지 않으므로, 부싱(15)의 외경 치수 허용 오차를 크게할 수 있으며 부싱(15)의 충진률도 90% 까지 낮출 수 있으므로 생산비용이 절감되고 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Claims

하나 이상의 부싱(15)을 구비하여 무한궤도의 슈바디(11)에 형성된 핀홀(11a)에 삽입되는 무한궤도용 핀(14)에 있어서, 상기 부싱(15)의 단면에 있어서 핀홀(11a)에 삽입될 때 핀홀(11a)과 접촉하는 윗변(15b)은 핀(14)과 접촉하는 밑변(15c)보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 무한궤도용 핀(14).
제1 항에 있어서, 상기 부싱(15)의 단면은 사다리꼴로 형성되어 경사진 모서리(15a)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무한궤도용 핀(14).
제2 항에 있어서, 상기 부싱(15)의 단면을 이루는 양 모서리(15a)의 경사각(θ₁)은 같은 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 무한궤도용 핀(14).
제3 항에 있어서, 상기 부싱(15)의 단면을 이루는 양 모서리(15a)의 경사각(θ₁)은 40°∼60°범위로 형성되는 것을 특징으로 하는 무한궤도용 핀(14).